生物炭对盐碱土壤理化性质、生物量及玉米苗期生长的影响

采用实验室模拟和玉米盆栽种植试验相结合的方法,研究了添加不同用量的玉米秸秆生物炭后,盐碱土中基础养分含量、p H值、CEC含量、水溶性盐含量、土壤酶活性、微生物生物量及玉米苗期生长的变化,以期为玉米秸秆生物炭在盐碱土壤改良中的应用提供参考。结果表明,随着生物炭用量的增加,盐碱土壤中有机碳含量明显提高,是原土含量的1.35~1.51倍,矿质态氮、有效磷及速效钾含量变化较小;p H值降低幅度不大;水溶性盐含量降低明显;添加玉米秸秆生物炭能够显著提高土壤中阳离子交换量及酶活性;生物炭的加入显著提高了土壤微生物生物量,添加生物炭处理的土壤微生物生物量碳、氮含量分别比对照高6.50%~96.67%和42.86%~162.96%。同时,生物炭使土壤代谢熵分别降低了2.13%、8.51%、15.60%;生物炭能够促进玉米苗期的生长,对玉米株高、茎粗都有促进作用。总的来说,生物炭对盐碱土壤具有良好的改良效果。     

模拟氮沉降对油松林单一及混合叶凋落物分解的影响

通过长期原位模拟氮沉降试验,研究暖温带油松林单一和混合叶凋落物分解对外源氮添加的响应过程与机制。氮处理水平分别为对照(0 kg/(hm2a),N0),低氮(50 kg/(hm2a),N1),中氮(100 kg/(hm2a),N2)和高氮(150 kg/(hm2a),N3)。利用凋落袋法对天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松--辽东栎混合叶以及人工林油松针叶进行原位分解试验。研究结果表明,自然状态下天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松--辽东栎混合叶、人工林油松针叶分解95%所需时间分别为7.58、4.89、6.92、8.03 年。氮沉降显著促进了人工林油松针叶的分解,抑制天然林辽东栎阔叶的分解;分解前期,N沉降促进天然林油松针叶、油松--辽东栎混合叶分解,并在分解后期对油松针叶分解产生抑制作用,而对油松--辽东栎混合叶分解无显著影响。在氮沉降持续增加的背景下,研究结果可为油松林生态系统物质循环和能量流动提供基础数据。      

生物炭与秸秆配施对设施土壤有机碳矿化及理化性质的影响

[目的]研究不同温度制备生物炭与秸秆配施对设施菜地土壤有机碳矿化特征及土壤理化性质的影响.[方法]以北京郊区设施菜地土壤为研究对象,进行室内矿化培养试验.[结果]生物炭与秸秆配施显著提高土壤有机碳矿化速率和累积矿化量,而单施生物炭对两者影响较小.添加300℃生物炭处理的土壤有机碳累积矿化量比添加600℃生物炭的处理高2.6％～17.6％,土壤有机碳累积矿化量随着秸秆添加量的增加而增大.生物炭的添加降低土壤有机碳的相对矿化潜力,额外添加等量秸秆也未能完全抵消生物炭对土壤有机碳相对矿化潜力的抑制作用.单施生物炭和生物炭与秸秆配施均显著提高土壤pH值和电导率.与单施生物炭相比,生物炭与秸秆配施对土壤有机质、碱解氮、有效磷含量的提升效果更为显著.[结论]施用生物炭对提高设施土壤有机质含量和碳库稳定性、促进固碳减排具有重要意义.而生物炭与秸秆配施不仅能够发挥生物炭的固碳功能,也能够提供更多的有效养分,更有利于改善设施土壤质量和促进土壤养分平衡.     

暖温带森林土壤呼吸随林分类型及其微生境因子的变异规律

利用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统,在植物生长季期间,对暖温带3种林分-辽东栎林、油松林、辽东栎与华北落叶松混交林的土壤呼吸速率(Rs)、地下10 cm土壤温度、近地面气温和表层土壤水分的季节变化在野外进行连续定位观测,在此基础上对土壤呼吸与土壤10 cm温度、近地面气温和土壤水分等微生境因子之间的相关性进行了分析.结果表明:(1)辽东栎林、油松林和混交林土壤呼吸速率、土壤温度和近地面气温都有明显的单峰曲线季节变化.3种林分生长季期间平均土壤呼吸速率CO2的大小的顺序依次为辽东栎林(2.411 μmol/(m2·s)>混交林(1.655μmol/(m2·s)>油松林(1.289 μmol/(m2·s),辽东栎林与油松林和混交林林分土壤呼吸速率差异显著(P<0.05),但混交林和油松林间差异不显著(P>O.05);(2)辽东栎林、油松林和混交林的土壤呼吸速率与10 cm土温和近地面气温都具有指数相关关系,与10 cm土壤温度的相关性要高于与近地面空气温度的相关性;(3)辽东栎林、油松林和混交林土壤呼吸速率与土壤水分的相关性均不显著(R2分别为0.187、0.296和O.154.P>O.05);(4)不同林分间土壤有机碳、全氮含量均达到显著差异.综合分析,该地区森林土壤呼吸速率季节变化的主要影响因子为土壤10 cm温度和近地面气温,而林分间土壤呼吸速率的差异则可能是由树种组成、土壤因子和微生境差异的综合影响形成的.     

不同秸秆生物炭对红壤性水稻土养分及微生物群落结构的影响

【目的】研究不同秸秆转化生物炭对红壤性水稻土养分含量及微生物群落结构的影响差异,为土壤改良和秸秆资源的合理利用提供理论参考。【方法】以水稻和玉米秸秆300℃、400℃和500℃裂解得到的生物炭为添加材料,以发育于第四纪的红壤性水稻土为供试土壤,通过135 d室内培育试验,研究秸秆生物炭添加对红壤性水稻土pH、有机碳和养分含量、土壤微生物生物量碳（MBC）的影响,及其对磷脂脂肪酸（PLFA）表征的微生物群落结构的影响。试验共设7个处理：对照（CK）、添加水稻秸秆炭300℃（RB300）、400℃（RB400）、500℃（RB500）和添加玉米秸秆炭300℃（CB300）、400℃（CB400）、500℃（CB500）。【结果】物料类型和制备温度因素显著影响裂解得到生物炭材料的养分含量和化学性质。培育试验表明,两种秸秆生物炭的添加,平均提高土壤pH值0.16个单位;土壤有机碳、速效磷和速效钾水平,分别比对照增加26.1%、20.6%和281.8%。水稻秸秆炭对土壤速效钾水平促进作用较大,而玉米秸秆炭则主要增加速效磷含量。低温裂解秸秆炭（300℃）的添加,并没有显著影响土壤碱解氮和无机氮含量;而添加RB500和CB500处理的碱解氮分别比对照低10.4%和8.1%,硝态氮含量分别比对照高63.6%和100.7%（P＜0.05）。添加生物炭处理,微生物生物量碳和磷脂脂肪酸总量平均比对照增加63.4%和47.5%,但添加300℃秸秆炭处理与对照差异不显著;两种秸秆炭的输入均可以增加革兰氏阴性细菌（G-）、革兰氏阳性细菌（G+）、放线菌和真菌的含量,且不同制备温度处理间的差异表现为300℃＜400℃＜500℃。主成分分析表明,水稻秸秆炭对土壤微生物群落结构的影响较玉米秸秆炭更为显著;不同温度水稻秸秆炭间,群落结构差异明显,而不同温度玉米秸秆炭间没有区分开来。典范对应分析结果表明,生物炭添加可以通过改变土壤性质,间接影响微生物群落结构;其中,土壤速效磷、有机碳和速效钾含量与土壤微生物群落分布显著相关。【结论】水稻和玉米秸秆炭均可以改良红壤性水稻土的酸度,提高土壤养分含量和微生物量水平;两种秸秆炭的添加均改变了土壤微生物群落结构,其中以水稻秸秆炭的影响更为明显。     

生物炭输入对土壤有机碳和玉米生长的影响

[目的]研究生物炭输入对土壤有机碳和玉米生长的影响.[方法]以无外源碳输入处理为对照(CK),研究不同外源碳(秸秆及其生物炭)等碳量输入条件下(秸秆1％-Str1.0、秸秆3％-Str3.0、秸秆10％-Str10.0;生物炭0.8％-BC0.8、生物炭2.4％-BC2.4、生物炭8.0％-BC8.0),对土壤含水率、...     

冀北辽河源不同林龄油松天然次生林土壤微生物生物量及酶活性

以冀北辽河源地区不同林龄油松天然次生林为研究对象,研究其土壤微生物生物量碳、氮质量分数,土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶以及β-葡萄糖苷酶活性随油松林龄的时间变化趋势。结果表明:在生长季期间,土壤微生物生物量碳、氮质量分数,脲酶、过氧化氢酶和β-葡萄糖苷酶活性从5—8月份逐渐增大,然后逐渐减小,但是多酚氧化酶活性则相反,而且酶活性的衰减程度延迟于微生物生物量碳、氮质量分数的;随着油松天然次生林林龄的增加,土壤微生物量碳、氮质量分数,脲酶、过氧化氢酶和β-葡萄糖苷酶活性逐渐增加,而多酚氧化酶活性则减小。相关性分析表明,土壤微生物生物量碳、氮质量分数与脲酶、过氧化氢酶和β-葡萄糖苷酶活性呈极显著正相关,而与多酚氧化酶活性呈负相关。土壤温度和含水率与各指标之间呈极显著正相关性。     

小麦与秋豆秸秆配施对土壤有机碳固持的影响

为揭示麦秸与豆科秸秆配合还田对黑垆土有机碳固持的影响,尝试引入了自然δ13C技术并结合双指数模型方法,选取常年种植玉米的C4土壤,设不添加秸秆(CK)、添加小麦秸秆(W)、添加秋豆秸秆(L)、小麦秋豆秸秆组合添加(W+L)4个处理,进行了80d的恒温控湿室内培养试验。结果表明:培养结束后,秸秆添加处理(W+L、L、W)显著提高了CO_2累积释放量和有机碳含量,分别比CK高5.63、2.90、2.60倍和22.3%、10.7%和12.5%;W+L处理显著提高了土壤微生物量碳及微生物熵,分别比CK高39.5%和15.6%;同时W+L、L、W处理也提高了土壤惰性碳库及其占总有机碳的比例,分别比CK高2.82、0.756、1.98倍和2.27、0.569、1.64倍。较W处理,W+L处理的CO_2累积释放量、惰性碳库及其在土壤碳库所占比例和微生物量碳及微生物熵均明显增加,增加幅度分别为84.4%、28.1%、23.9%、25.3%和14.5%;同时,W+L处理明显提高了碳库中来自秸秆的新碳含量(Cstraw)及其所占比例(f),分别比W高86.5%和79.8%,且两种秸秆组合的土壤累积矿化量、有机碳含量和微生物量碳氮都表现出"加和效应"。综上,相比于禾本科作物秸秆单独还田,配施豆科绿肥秸秆会大幅提高土壤有机碳矿化量,同时仍能形成更多来自秸秆的新碳和增加土壤碳库稳定性,有利于土壤有机碳固持,且两种秸秆组合的"加和效应"在土壤固碳过程中发挥重要作用。     

生物炭与微生物菌剂配施对土壤生物和化学特性的影响

[目的]研究生物炭和微生物菌剂配施对土壤生物特性以及土壤有机碳组分的影响。[方法]研究添加生物炭、生物炭和微生物菌剂配施后土壤总有机碳含量、活性有机碳含量、土壤酶活性、微生物数量以及微生物功能多样性的变化。[结果]单施生物炭能够显著增加土壤总有机碳含量,较单施化肥增加了32.9%。生物炭和微生物菌剂配施对土壤活性有机碳含量、酶活性、微生物数量以及微生物功能多样性的提高效果最好,可溶性有机碳、易氧化有机碳和微生物量碳分别较单施化肥增加了43.0%、74.3%和99.8%;脲酶、蔗糖酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性分别较单施化肥增加了56.2%、20.8%、14.6%和13.1%;细菌、真菌和放线菌数量分别较单施化肥提高了190%、21.1%和72.7%。[结论]该研究为提高植烟土壤有机养分含量和微生物活性提供理论依据。     

秸秆及其生物炭添加对土壤酶活性的影响

为明确土壤酶活性对不同外源炭添加的响应,采用培养试验,分别添加0、1%、2%、3%、4%、5%土壤质量分数的秸秆和生物炭。结果表明:生物炭对土壤pH、全碳、全氮、速效磷、速效钾含量的提升作用大于秸秆添加,但未对速效氮含量产生显著影响。秸秆添加显著提高了土壤酸性磷酸酶(AP)、β-葡萄糖苷酶(βG)、纤维素水解酶(CBH)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、过氧化物酶(PEO)活性(1%添加除外)。生物炭添加显著提高了βG、CBH、PEO活性(1%添加除外);低添加量(1%、2%)显著降低AP、NAG活性,高添加量(3%、4%、5%)显著提高AP、NAG活性。秸秆处理下AP、βG、CBH、NAG、PEO活性分别为相同添加量生物炭的4.08～8.12、12.94～34.63、2.95～61.81、8.39～42.06、0.45～1.20倍。冗余分析发现,速效氮是影响土壤酶活性的关键因子。因此,秸秆添加更有利于土壤水解酶活性提升,而将秸秆制成生物炭添加更有利于土壤养分提升。     

江西阳际峰自然保护区土壤的微生物学性状

研究阳际峰自然保护区不同海拔梯度土壤剖面状况及其微生物学性状,探讨土壤微生物量C与N、酶活性、微生物商与呼吸速率的变化及其相互关系。结果发现,不同海拔梯度土壤在微生物学性状上均有较大差异。总的趋势是植被覆盖度高,地形平缓,土层厚,微生物活性强,且与海拔梯度呈显著正相关。在剖面分布上,也有明显的层次差异,即随土层的增加而减少。     

生物质炭施用对不同深度稻田土壤有机碳矿化的影响

本文旨在揭示生物质炭施用下不同深度稻田土壤有机碳矿化特征的变化,为提高稻田土壤生物质炭施用下的固碳效应提供参考。以太湖地区施用生物质炭2 a后的水稻土为研究对象,采集了7个不同土壤深度的土壤样品,通过室内培养试验,分析了生物质炭施用下不同深度土壤有机碳分布及矿化特征。结果表明,生物质炭仅显著增加了表层(0～10 cm)土壤总有机碳含量,而对深层土壤无显著影响。然而,与对照相比,施用生物质炭显著降低了土壤0～40 cm有机碳矿化强度,0～10、10～20、20～30、30～40 cm土层的降幅分别为23.74%、37.57%、37.62%和15.95%,并降低了10～40 cm土层的微生物生物量碳和0～40 cm土层微生物代谢熵,同时表层(0～10 cm)土壤微生物生物量碳显著增加11.3%,而以上各指标在40 cm以下土层未因生物质炭添加而产生显著变化。因此,生物质炭在2 a尺度上提高了稻田土壤0～40 cm有机碳的稳定性,有助于增加深层土壤固碳潜力。     

喀斯特地区土壤微生物量效应研究

为了探讨喀斯特地区退耕还林后土壤微生物量的变化规律,对喀斯特4种植被类型(草丛-灌丛-次生林-原生林)下土壤微生物量碳( SMBC)、土壤微生物量氮(SMBN)、土壤呼吸强度(BR)以及代谢熵(qCO2)进行了研究.结果表明:土壤微生物量碳、氮以及代谢熵在4种植被类型和季节之间差异显著,而土壤呼吸强度差异不明显.土壤微...     

土地利用方式的改变对土壤呼吸及土壤微生物生物量的影响

土壤呼吸释放的CO2与土壤微生物生物量碳是全球碳循环中最为活跃的部分.作者对南京林业大学下蜀实习林场内天然次生栎林、马尾松人工林、毛竹林、板栗经济林和农田5种土地利用类型的土壤呼吸速率及土壤微生物生物量进行了测定,并分析了土地利用方式和各种土壤理化性质对土壤呼吸速率及土壤微生物生物量的影响.研究结果表明:①在5种不同土地利用类型中,农田的土壤呼吸速率显著大于马尾松林、栎林和毛竹林;板栗经济林的土壤呼吸速率显著大于毛竹林和马尾松林;其他各土地利用类型之间的土壤呼吸速率均无显著性差异.②在5种不同土地利用类型中,马尾松林的土壤微生物生物量显著小于农田、板栗经济林和毛竹林;农田的土壤微生物生物量显著大于栎林;其他各土地利用类型之间的土壤微生物生物量均无显著差异.③土壤呼吸速率与土壤微生物生物量、土壤温度(尤其是5cm深土壤温度)、土壤全钙含量、土壤全磷含量以及土壤碳氮比有显著相关关系;而与土壤全碳、全氮、土壤pH值等因子相关性不大.④土壤微生物生物量与土壤全钙含量、土壤全磷含量有显著相关关系;而与土壤pH值、土壤湿度等因子无显著相关关系.研究结果还表明:森林变为农田可能潜在地增加土壤CO2的释放;该地区土壤中磷的含量和有效性可能是限制土壤微生物生物量的重要因子.     

生物炭施用下土壤微生物量碳氮的动态变化

为了研究生物炭施用量对整个玉米生育期内土壤微生物量及玉米产量的影响,采用田间定位试验,生物炭施用量设置0（BC0）、10（BC1）、20（BC2）和30（BC3） t·hm^-2共4个处理,测定不同处理下土壤微生物量碳、氮及其动态变化和收获后玉米的籽粒产量。结果表明,玉米生育期内各土层土壤微生物量碳随生物炭施用量的增加而增加;与BC0相比,施用生物炭对播种前土壤微生物量碳的影响最为显著,其中,BC3处理在0—10、10—20和20—30 cm土层的微生物量碳较对照分别增加103.2%、91.8%和158.5%。土壤微生物量氮和微生物量碳氮比的变化则与玉米生育期有关。从整个生育期来看,土壤微生物量碳、氮含量在播种前最低,在拔节期达到峰值,之后缓慢降低并保持相对稳定。在播种前,BC3处理土壤微生物商增幅最大,较BC0增加了59.5%,其他生育期土壤微生物商无显著变化。玉米籽粒产量随生物炭施用量的增加而增加,BC2和BC3分别较BC0显著增产11.2%和14.1%。因此,在土壤中施用生物炭可在一定程度上增加土壤微生物量,提高土壤肥力,增加作物产量,为该地区生物炭的合理施用提供理论依据。     

矿区重金属污染对土壤环境质量微生物学指标的影响

通过野外土样采集及室内测定，研究了浙江哩铺铜矿区重金属污染对土壤的微生物指标的影响。结果表明，与对照土壤相比，矿区土壤微生物参数发生了明显的改变，微生物呼吸速率减弱，生物量降低，生理生态参数Cmic/Corg下降、qCO2值明显升高；酶活性多表现为抑制作用，以脱氢酶、脲酶、磷酸酶最为敏感。反映出微生物学特征可作为矿区土壤环境质量变异的有效指标。     

生物质炭对植烟土壤改良效果研究进展

植烟土壤环境恶化是导致烟叶品质下降的一个主要原因,植烟土壤改良刻不容缓。生物质炭不仅属于有机碳,自身更具有独特的理化特性。本文综述了不同制备工艺及原材料对生物质炭性质的影响,阐明了生物质炭对植烟土壤理化性质、土壤肥力、微生物群落及酶活性的影响,以期为植烟土壤改良中生物质炭的推广应用提供参考。     

攀枝花矿渣场重金属污染对土壤微生物学指标的影响

通过野外采集土样及测定,研究了攀枝花矿渣场重金属污染对土壤微生物指标的影响。结果表明,与对照土壤相比,矿渣场土壤微生物参数发生了明显的改变,微生物呼吸速率减弱,生物量降低,生理生态参数Cmic/Corg下降,qCO2值明显升高;脱氢酶活性表现为抑制作用。反映出的微生物学特征可作为矿渣场土壤环境质量变异的有效指标。     

生物炭对杉木人工林土壤碳氮矿化的影响

为探讨杉木生物炭输入到土壤中后对土壤碳、氮矿化的影响和机制,通过室内培养实验,研究了单独施用生物炭、凋落物及其配合施用下土壤碳、氮矿化的特征以及可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量的变化。结果表明,生物炭单独施用或与凋落物同时添加到土壤中,均增加了土壤有机碳含量且抑制了土壤有机碳和/或凋落物的矿化。生物炭对DOC的吸附效应导致土壤可利用态碳显著降低,且单独添加生物炭后,土壤微生物生物量碳含量在培养初期显著降低,故这种吸附效应可能是生物炭抑制土壤有机碳矿化的重要原因之一。生物炭单独添加到土壤中在培养结束后(90 d)并未改变土壤氮的矿化量,但在培养过程中,却降低了土壤氮的矿化;然而,无论是否存在生物炭,添加凋落物均显著降低了土壤氮的矿化并增加了微生物生物量氮。这说明,无凋落物存在的情况下,生物炭的固氮效应呈现出短期效应。